生物小分子浓度水平的监测在临床诊断、医疗卫生和环境保护等领域具有非常重要的意义。相对于色谱分析、光谱分析等测试手段，电化学测试方法具有测试设备简单、测试速度快、对试样处理要求低的优势，同时因为其较高的检测灵敏度、良好的选择性和较低检测限等优点而被广泛应用。电化学检测的关键问题在于敏感电极的构建，一般可以通过对基底电极进行功能性修饰来实现。贵金属纳米粒子和石墨烯等新型碳材料近年来被广泛应用于各种研究中，是性能优秀的电极修饰材料。然而，单一的修饰物往往不能满足测试工作对电极灵敏度、选择性和检测限等多方面的需求，因此，多种材料复合修饰的敏感电极逐渐成为主流的敏感电极研究方向。我们在前人研究工作的基础上，通过对贵金属纳米粒子、有机聚合物膜、过渡金属铁氰化物等电活性物质的综合利用，制备了多巴胺、尿酸、双氧水的选择性敏感电极。此外，我们还对玻碳电极的处理方法进行了深入的探讨，通过对玻碳电极进行简单的阳极极化和阴极极化处理方法制备了可以同时对邻苯二酚和对苯二酚进行区分定量检测的敏感电极。具体研究内容及实验结果如下：　　（1）聚多巴胺-金纳米粒子复合膜修饰的氧化锡铟电极在多巴胺检测中的应用　　本章中我们首先对多巴胺在氧化锡铟（ITO）上的电化学反应进行了深入的探讨。通过多巴胺的三级电离常数计算了不同pH溶液中多巴胺分子的电离状态以及不同pH下各电离状态的多巴胺在ITO电极上的伏安反应特性。虽然多巴胺在ITO电极上有较高的伏安响应，但生物样本中普遍存在的抗坏血酸在ITO电极相同的电位区间内具有与多巴胺类似的伏安响应，因而对多巴胺的电化学检测构成严重干扰。为了屏蔽抗坏血酸的电化学响应且不影响多巴胺的探测，我们采用多层结构的金纳米粒子和聚多巴胺复合物膜对 ITO电极进行修饰，得到了不受抗坏血酸干扰的多巴胺选择性敏感电极。该复合修饰电极使用电流-时间法对多巴胺的检测灵敏度是0.300μA/μM，检测限是0.06μM。另外，我们通过多巴胺在ITO电极和金纳米粒子修饰的ITO电极上反应的Tafel曲线探讨了多巴胺电化学反应的机理。通过测试聚多巴胺膜与金纳米粒子交替修饰的 ITO电极的电化学阻抗，研究了聚多巴胺和金纳米粒子的修饰对ITO电化学活性的影响。　　（2）磷酸银-聚对氨基苯甲酸复合膜修饰的玻碳电极在多巴胺的电化学检测中的应用　　本章介绍了另外一个解决多巴胺电化学检测的方案。正常条件下，多巴胺在玻碳电极上的伏安响应非常小，因此，未经修饰的玻碳电极不适合用来直接对多巴胺进行电化学检测。实验中，我们采用磷酸银作为多巴胺在玻碳电极上电化学反应的催化剂来构建电极对多巴胺的敏感性，使用聚对氨基苯甲酸对电极表面的磷酸银修饰物进行固定以避免测试过程中磷酸银从电极表面脱落以及电离溶解等因素所造成的电极敏感度的变化。实验结果表明，该敏感电极在2.5-50μM的浓度范围内对多巴胺具有良好的线性响应，检测敏感度为0.603μA/μM，检测限为0.42μM。抗干扰测试结果表明，实验制备的多巴胺敏感电极对葡萄糖、尿酸、L-半胱氨酸等生物样本中常见的物质没有任何响应，仅对抗坏血酸有非常微弱的响应，表现出良好的选择性。　　（3）铁氰化银-石墨烯复合膜修饰的玻碳电极在尿酸检测中的应用　　本章通过对玻碳电极进行铁氰化银和石墨烯的联合修饰制备了对尿酸和多巴胺均有电化学响应的敏感的电极，讨论了铁氰化银修饰物和石墨烯修饰物对尿酸和多巴胺在修饰玻碳电极上伏安响应的影响。实验结果表明，尿酸在铁氰化银-石墨烯修饰的玻碳电极上的伏安响应为界面吸附和物质扩散联合控制过程，且在pH4.7的醋酸缓冲溶液中响应线性远好于pH7的磷酸缓冲溶液。修饰电极在醋酸缓冲液中采用电流-时间测试法对尿酸和多巴胺的检测灵敏度分别为0.101μA/μM和0.133μA/μM，检测限分别为0.06μM和0.04μM。此外，采用两次测试结果差减法分别在0.4 V和0.5 V下对被测样进行电流-时间法测试可以完全排除多巴胺对尿酸定量测试的干扰，适用于多巴胺含量较高的尿酸样本。　　（4）铁氰化镍-石墨烯联合修饰的铂硅敏感电极在双氧水光电化学传感检测中的应用　　本章通过石墨烯和铁氰化镍联合修饰铂硅电极制备了对双氧水敏感的光电化学传感器。该传感器基于两电极、零偏压设计，利用修饰电极的光电性能为双氧水在电极上的电化学氧化还原提供驱动力。铁氰化镍通过电化学方法修饰在石墨烯修饰的铂硅电极上。实验通过XRD和XPS表征了电极表面修饰物的物质结构和成分。采用循环伏安法对石墨烯-铁氰化镍修饰的硅铂电极的光电化学特性进行了表征。该光电传感电极以铂片为对电极在对双氧水的检测中表现出较宽的测试线性窗口（2.0μM-2.9 mM）和较好的检测限（1.0μM），具有结构简单、设备要求低和便携性好等优点。　　（5）电化学极化处理的玻碳电极在邻苯二酚和对苯二酚同时测定中的应用　　本章中我们基于玻碳电极的碳材料本质，对其在磷酸缓冲液中进行简单的电化学阳极极化和阴极极化处理便得到了循环伏安测试法下能清晰分辨邻苯二酚和对苯二酚的氧化还原峰信号的极化玻碳电极。该方法解决了普通修饰电极由于表面修饰物的脱落、消耗及被溶液中复杂成分毒化等原因所造成的敏感度不稳定的问题。扫描电镜表征结果表明，经过电化学极化处理的玻碳电极表面发生了均匀的粗糙化；红外光谱和 X光电子能谱表征结果表明极化后的玻碳电极表面富含羧基、羟基、羰基等电化学活性含氧基团。使用该方法处理得到的极化玻碳电极可以在10-300μM的浓度范围内对邻苯二酚和对苯二酚进行线性检测，检测限分别为3.99μM和3.57μM。对比于其它文献报道的修饰玻碳电极检测邻苯二酚和对苯二酚，本章介绍的电化学极化处理玻碳电极的方法具有简便、廉价和环境友好等优点。